123I-BMIPPシンチグラフィーとは?

心臓核医学の領域では脂肪酸代謝を調べるときに123I-BMIPPをトレーサーに使い、その局在を画像化します。この画像検査法は、123I-BMIPPシンチグラフィーあるいは心筋脂肪酸代謝シンチグラフィーなどと呼ばれます。心筋で脂肪酸代謝が行われているのであれば、放射性同位体でラベルした脂肪酸である123I-BMIPPは心筋に取り込まれて、心筋への集積が観察されます。もし虚血(酸素が十分に存在していない状態)のために、

BMIPPとは

BMIPPは、β-methyl-p-iodophenyl-pentadecanoic acidの略です。この化合物の構造式は、下のようになっていて、右端にカルボキシル基-COOHがありますが、その右隣の位置にある炭素ががアルファ炭素、さらにその左隣りがベータ炭素と順に呼ばれますので、ベータ炭素にメチル基CH3-がついていることがわかります。左端を見ると、パラ(p)の位置にヨウ素がついたフェニル基があります。ペンタ(penta)は5を意味し、デカ(daca)は10の意味ですから、ペンタデカ(pentadeca)は15の意味で、炭素が15個の飽和脂肪酸であるペンタデカン酸(pentadecanoic acid )CH3(CH2)13COOHが骨格部分になっています。BMIPPは、ベータメチルパラヨードフェニルペンタデカン酸 というわけです。別称で、iodine-123-15(- p-iodophenyl)-3(- R, S)
-methylpentadecanoic acidとも呼ばれます。

  1. 2つの置換基の位置関係による命名(オルト-、メタ-、パラ-)
  2. カルディオダイン注 
  3. http://jsnm.org/wp_jsnm/wp-content/themes/theme_jsnm/doc/shinzoukakuigakukensa_gl.pdf

ペンタデカン酸は炭素数が15ですが、炭素数16のヘキサデカン酸は、パルミチン酸(palmitic acid)としても知られていて、化学式CH3(CH2)14COOHで、ペンタデカン酸と炭素一個の長さの違いを除くと同じような構造の飽和脂肪酸です。パーム油(palm oil)の主要な構成成分なのでpalmitic acidの名があります。心臓核医学検査ガイドライン(2010年改訂版)を読むと、

123I-BMIPP[iodine-123-15(-p-iodophenyl)-3(-R,S)-methylpentadecanoicacid]は,パルミチン酸のβ位にメチル基を導入した側鎖型長鎖脂肪酸である532).

532. Knapp FF, Jr., Ambrose KR, Goodman MM. New radioiodinated methyl-branched fatty acids for cardiac studies. Eur J Nucl Med 1986; 12 Suppl: S39-44

と書いてありました。BMIPPの主鎖の炭素数は15であって16ではないので、この記述は違うような気がします。しかし引用されている文献は有料で中身が見られないので、どういう説明がされているのかはわかりません。余談になりますが、炭素の放射性同位体でラベルしたパルミチン酸もトレーサーとしての使用例もあります。こちらはベータ酸化されるため、ダイナミックな変化になります。

  1. 11Cパルミチン酸PETと123I-BMIPPスペクトの比較検討 日本放射線技術学会雑誌 1995 年
  2. 心筋症における[11] C-パルミチン酸PET : 肥大型心筋症での検討 1993-07-10

BMIPPの特徴

BMIPPは長い鎖(主鎖)から枝分かれ(側鎖)が出ています。ベータ炭素にメチル基がついているので、側鎖というのはこのメチル基のことです。ベータ炭素は、ベータ酸化の標的ですがそこにメチル基がついているため、BMIPPはベータ酸化されにくいという特徴があります。代謝されてなくなってしまわないので、トレーサーとして使いやすいというわけですね。

123I-BMIPPは生体内にある脂肪酸と同様の体内動態を示し、細胞内へ取り込まれた後、脂質プールおよびミトコンドリア内に移行します。側鎖としてβ位にメチル基があるためβ酸化を受けにくく、心筋内に長く留まります。(各医学検査のご案内 日本メジフィジックス)

  1. 則鎖(コトバンク)
  2. 心臓核医学検査ガイドライン(2010年改訂版)

ヨードに放射性同位体123Iを用いて、トレーサーとして用います。123I-BMIPPシンチグラフィーと呼ばれる画像検査法ですが、123I-BMIPPシンチとはどんな原理で何を測定することができるのでしょうか。

心筋脂肪酸代謝シンチグラフィーの原理

心筋のエネルギー源は主に糖分脂肪酸です。通常は脂肪酸を優先して利用していますが、同時に酸素も消費します。心筋に障害が出始めると、そのエネルギー源を酸素を同時に消費する脂肪酸から酸素の消費を抑えることのできる糖分に変化させていきます。安静心筋シンチでは、123I-BMIPPという心筋の脂肪酸代謝を反映する検査薬201Tlという心筋への血流を反映する検査薬を同時に用いて、心筋の障害の程度を確認します。123I-BMIPPが心筋に十分集まらず201Tlが心筋に集まった場合、その領域では心筋の障害がはじまっていて、エネルギー代謝を糖分に変化させている可能性があります。(安静心筋シンチ(201Tl, 123I-BMIPP) 心筋シンチ 国立国際医療センター病院)

心筋のエネルギー源は主に遊離脂肪酸ブドウ糖であり,空腹時健常心筋ではその約60%以上を脂肪酸のβ酸化に依存する. 一方虚血時には脂肪酸代謝は低下し, 解糖系が主なエネルギー源となる. 虚血が進むと中でも嫌気性解糖系が主となり,さらにその状態が進行すると,もはや代謝のない心筋壊死に至る.したがってPETを用いて心筋局所のエネルギー基質の利用率を計測することにより, 心筋虚血の程度を詳細に検討することが可能である(PETによる心筋代謝の解 析 心蔵VoL28 SUPPL1 (1996))

心筋細胞は好気的条件下ではATP産生基質として約60%をミトコンドリアにおける脂肪酸β酸化に依存している.この,好気的代謝は多くの酸素を必要とするため血流障害の影響を受けやすい.放射性側鎖脂肪酸製剤を用いて行われる心筋脂肪酸代謝イメージングでは,心筋ミトコンドリア内の脂肪酸β酸化の障害により心筋集積が低下する.(日本小児循環器学会雑誌 第30巻 第4号 https://www.jstage.jst.go.jp/article/jspccs/30/4/30_392/_pdf)

血流低下した心筋虚血では脂肪酸に代わってブドウ糖などが利用されるようになります。脂肪酸代謝SPECTではしばしば血流の低下よりも高度な異常が見られ血流と代謝のバランスが変化していることを知ることができます。(金沢循環器病院https://www.kanazawa-heart.or.jp/disease/kensa_13.html)

脂肪酸代謝の放射性医薬品である123 I BMIPPは,日本で欧米に先駆けて臨床応用が実現した薬剤であり,日本でも多彩な研究が行われてきた.心筋におけるATP産生 の主要な経路は脂肪酸によるものであり,123 I BMIPPは 虚血に感度の高い薬剤として利用されている.(第46回 河口湖心臓討論会 https://www.jstage.jst.go.jp/article/shinzo/45/3/45_364/_pdf/-char/ja)

BIMPPの動態

静注直後より心筋へ速やかに取り込まれる。β酸化をほとんど受けないために心筋に安定して留まり,高画質のSPECT像が得られる。一部はα酸化を経てβ酸化を受けるが,犬では冠動脈投与のわずか6.6%が30分で代謝されるに過ぎない。人でも3時間後までの心筋からのクリアランスは10%程度である。したがって投与20-30分後にSPECTを施行することが一般的であり, (SPECTによる心筋代謝の評価 RADIOISOTOPES 46, 511 (1997))

心筋脂肪酸代謝シンチグラフィーで何がわかるのか

主にトリグリセライドプール(TGpool)に貯留する。心筋細胞は高度あるいは長期の虚血に陥ると脂肪酸の心筋への貯留が減少し,その取り込み異常は血流異常より早期に且つ高度に起こる。強い虚血のエピソードが起こると,最低でも1-2週間は脂肪酸取り込み障害が残るため,BMIPPにより過去の虚血エピソードを観ることができる(memoryimaging)。BMIPPの取り込み低下は虚血関連では心筋梗塞,冠攣縮,労作性狭心症で認められるが集積異常虚血重症度と相関すると考えて良い。(123I-BMIPP心筋シンチの臨床活用とその読影法 臨床核医学)

心筋梗塞を起こしている部分(←)はすでに心筋が死んでしまっている為、負荷時、安静時ともに「放射性医薬品」は取り込まれません。(【心臓の検査】心筋シンチグラフィをお受けになる患者さんへ 日本メジフィジックス)

 

室駆出率の保たれた心不全(HFpEF)とは

左室駆出率の保たれた心不全(Heart failure with preserved ejection fraction; HFpEF)という言葉をしばしば目にするのですが、それが何なのかは文字通りとしても、なぜそれが大事なのか、なぜみなそれに興味を持っているのかが今一つピンと来ていませんでした。

心臓には、血液を循環させるための二つの機能があります。全身へ血液を送り出すための「収縮機能」と、全身から戻ってきた血液を取り込むための「拡張機能」です。以前は、左心室の収縮力が低下し(左室駆出率が50%未満)、左心室が拡大した「収縮機能不全」が心不全の主な原因と考えられていました。しかし、最近の研究から、高齢者の心不全の半数は、収縮力が保たれているにもかかわらず、左心室が硬くて広がりにくいために、心不全症状を呈する「拡張機能不全」というタイプの心不全であることが分かってきました。… 拡張能を正確に評価することが難しいため、「収縮機能が保たれた心不全」(heart failure with preserved ejection function: HFpEF)と呼ばれています。(高齢者の心不全 日本心臓財団

拡張不全と言えばよいのですが,日常診療では拡張機能を正確に評価することは,必ずしも簡単ではありません.そのため,便宜上このような病態を「収縮機能の保たれた心不全」“Heart Failure with Pre-served Ejection Fraction”,略名 “HFpEF”と呼んでいます.

なるほど、「左室駆出率の保たれた」の言わんとするところは、収縮とは逆の機能すなわち拡張が出来ない、つまり、血液を取り込むほうがうまくいかないということだったんですね。(左室駆出率の保持された心不全の病態 吉川 勉(榊原記念病院) 心臓財団虚血性心疾患セミナー(2015年9月29日放送分))

 

“If an old man’s heart relaxes slowly, his capacity for physical exertion is thus limited, even though the systolic contractions were still like those of youth.”(老人の心臓がゆっくりと拡張するなら,たとえ収縮能が若い人と同じであっても運動能力は制限されるであろう.)1923 年の Physiological Review に載っている Henderson の言葉である.90 年以上前に高齢化社会における拡張不全の出現を予言していたのである.(拡張不全とはどのような心不全のことをいうのでしょうか? 拡張不全の疫学

 

参考

  1. 駆出率(EF)の保たれた心不全(総説) NEJM, Nov.10,2016 西伊豆早朝カンファランスH28.12西伊豆健育会病院仲田和正
  2. 心不全の種類

心不全とは?心筋梗塞との違い

心不全とは

心不全は病名ではなく、心筋梗塞心臓弁膜症心筋炎などの心臓のさまざまな病気や高血圧などが原因となり、引き起こされる状態のこと。(心不全 Doctors File)

「不全」の国語の辞書的な意味は、「活動や機能が完全でないこと」です(goo辞書)。医学用語として使われているときも、病気の名前ではなく、状態のことのようです。腎不全なら、腎臓の機能が低下した状態です(参照:腎不全 Doctors File)。

心不全を引き起こす病気の一つに心筋梗塞があります。「梗塞」という言葉も、心筋梗塞や脳梗塞で使われていますが、そもそもの意味は、「①ふさがって通じないこと。②動脈がふさがれて、その先の組織に壊死 (えし) を生じた状態。」(goo辞書)。なるほど、心臓を取り巻く血管が詰まって、血液が心臓の筋肉にいきわたらなくなり心臓の筋肉が死んでしまった状態が「心筋梗塞」なわけですね。goo辞書の説明がわかりやすかったです。

心不全の原因には心筋症弁膜症など、さまざまな病気がありますが、とくに多いのが心筋梗塞なのです。心筋梗塞のために壊死した心筋部分が大きいと、心筋が充分にポンプの役割を果たせずに、身体の要求に見合うだけの十分な血液を送り出せないため心不全状態となるわけです。(心筋梗塞、虚血性心不全とは 日本心臓財団)

この説明で「心不全」と「心筋梗塞」との違いがはっきりとわかりました。心筋梗塞は心不全の原因の一つというわけです。

MACEとはMajor Adverse Cardiovascular EventsあるいはMajor Adverse Cardiac Eventsの略

MACEとは

MACEとは、Major Adverse Cardiovascular EventsあるいはMajor Adverse Cardiac Eventsの略で、循環器学における研究でエンドポイントとして用いられることが多い。

 

参考

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Major_adverse_cardiovascular_events

心臓リモデリング、心室リモデリング、心筋リモデリング

心臓リモデリングという言葉を初めて聞いたとき、リモデリングというのがどういう意味合いなのかわかりにくいと思いました。悪い意味で使うようです。

心臓リモデリング、心室リモデリング、心筋リモデリングなど言葉が少しずつ違いますが、意味の違いはあまりないように思えます。

心臓リモデリング、心室リモデリング、心筋リモデリングとは

リモデリング 心臓の壊れてしまった部分の機能を補うために、残った正常な心筋が増殖心臓が大きくなり、さらに心臓の機能を低下させてしまうこと(心筋梗塞のおくすり

心室リモデリングとは、心臓が血行力学的負荷に対応して循環動態を一定に保つために構造と形態を変化させることであり、心筋梗塞後や慢性圧・容量負荷後などに認められる。(心室リモデリング〈ventricular remodeling〉toaeiyo.co.jp

心臓リモデリング 心不全において,病期が進行するとともに左室の拡大,収縮力の低下,心筋の線維化が起こり,この変化を心臓リモデリングとよぶ.(実験医学online)

心筋梗塞発症後,数週間から数カ月のうちに左室拡大左室駆出率低下が進行する症例がある.これを左室リモデリングという.(左室リモデリングの評価と対策 冠疾患誌2012; 18: 239–244 JSTAGE

圧負荷により心室肥大,容量負荷,心筋梗塞による心筋喪失により心室拡大・機能低下が生じる.持続する圧負荷は心室の拡大,機能低下へと至るが,このような形態的変化心筋リモデリングであり,心不全の病態基盤である.(心筋リモデリングと酸化ストレス Cardiac remodeling and oxidative stress 第50回 河口湖心臓討論会

リモデリングという言葉を聞くと、一般的な国語からは何か変化に適応するための改造といった意味合いかと思います。そのため、悪い意味で使われていることに違和感を覚えます。一体誰が何を意味するつもりで使い始めた言葉なのでしょうか?歴史的な変遷を知ることにより、言葉遣いが理解しやすくなるのかもしれません。レビューアーティクルのイントロに、リモデリングという言葉が使われてきたことに関する歴史的な経緯が解説されていました。

The term “remodeling” was used for the first time in 1982 by Hockman and Buckey, in a myocardial infarction (MI 心筋梗塞) model. This term was aimed to characterize the replacement of infarcted tissue with scar tissue.1 Janice Pfeffer was the first researcher to use the term remodeling in the current context, to describe the progressive increase of the left ventricular cavity in experimental model of MI in rats.2 The term was then used in some scientific articles on morphological changes following acute MI. In 1990, Pfeffer and Braunwald published a review on cardiac remodeling following MI, and the term was adopted to characterize morphological changes after infarction, particularly increase in the left ventricle.3 However, in the following years, the term “remodeling” has also been used to describe different clinical situations and pathophysiological changes. For this reason, in 2000, a consensus from an international forum on cardiac remodeling was published, which defined cardiac remodeling as a group of molecular, cellular and interstitial changes that clinically manifest as changes in size, shape and function of the heart resulting from cardiac injury.4 Although two types of cardiac remodeling were recognized during the forum – physiological (adaptive) remodeling and pathological remodeling – this article focuses on deleterious, pathological cardiac remodeling. (Cardiac Remodeling: Concepts, Clinical Impact, Pathophysiological Mechanisms and Pharmacologic Treatment Arq Bras Cardiol. 2016 Jan; 106(1): 62–69.)

心筋梗塞

心筋梗塞とは心臓(心筋)が酸素不足になり壊死する病気です。心筋を取り巻いている冠動脈は心臓に血液と酸素を送っています。これが動脈硬化で硬くなりコレステロールなどが沈着すると血液の通り道が塞がれ、心筋に血液を送ることができません。そのため心筋は酸素不足となり、心筋細胞が壊死を起こしてしまいます。これが心筋梗塞です。(心筋梗塞とは 大和成和病院)

心筋梗塞(しんきんこうそく、英: myocardial infarction)は、虚血性心疾患の一つ。心臓の筋肉細胞に酸素や栄養を供給している冠動脈閉塞狭窄などが起きて血液の流量が下がり、心筋が虚血状態になり壊死してしまった状態。通常は急性に起こる「急性心筋梗塞(AMI)」のことを指す。心臓麻痺・心臓発作(英: heart attack)とも呼ばれる。 心筋が虚血状態に陥っても壊死にまで至らない前段階を狭心症といい、狭心症から急性心筋梗塞までの一連の病態を総称して急性冠症候群(acute coronary syndrome, ACS)という概念が提唱されている。(心筋梗塞 ウィキペディア)

参考

  1. 分子心臓病学 (東北大学)

ハートチームとは?

ハートチームとは?

ハートチームにおいては,①その構成メンバーが定められており,②治療方針決定プロセスが明示され,③治療アウトカムが測定され,かつ共有されていることが求められる.インターベンション医と心臓外科医による合同カンファレンスではなく,一般循環器科医,麻酔科医,合併疾患に関する専門医,全身状態や社会・家族背景を把握した看護師などを含めた構成が望ましい(表6).(安定冠動脈疾患の血行再建ガイドライン (2018 年改訂版) PDF

ハートチームに関する論文

  1. JAMA Netw Open . 2020 Aug 3;3(8):e2012749. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2020.12749. Comparison of Heart Team vs Interventional Cardiologist Recommendations for the Treatment of Patients With Multivessel Coronary Artery Disease 論文紹介:実臨床の場においてこうしたチームが有機的に機能することは、日本でも米国でもなかなか困難とされる。今回取り上げる論文(JAMA Netw Open 2020; 3: e2012749)では、こうした問題にスポットライトを当てて検討を行っている(このような叙述的な内容を扱う学術論文は極めて珍しいこともあり、スポットを当てさせていただいた)。(メディカルトリビューン
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